Mengapakah Mekanisme Magnet Kekal Tradisional Bergelut dengan Jurang Sentuhan Besar Pemutus Litar Vakum 126kV? - Blog

Sebagaipemutus litar vakumkemajuan teknologi ke arah tahap voltan penghantaran, pemutus litar vakum pecah tunggal 126kV telah muncul sebagai titik fokus pembangunan. Walau bagaimanapun, ramai profesional industri telah mendapati bahawa mekanisme magnet kekal (PM)-yang berprestasi sangat baik dalam aplikasi voltan sederhana-selalunya tidak mempunyai keupayaan untuk mengendalikan pemutus kelas 126kV. Ini bukan isu mudah yang boleh diselesaikan dengan hanya meningkatkan arus gegelung; punca utama terletak pada konflik yang wujud antara seni bina litar magnetik mekanisme PM tradisional dan keperluan operasi yang dikenakan oleh jurang hubungan yang besar.

I. Jurang Hubungan dan Kelajuan: Cabaran yang Ditimbulkan kepada Mekanisme Operasi pada 126kV

Pertimbangkan dua set data. Dalampemutus litar vakum voltan sederhana, jurang sesentuh lazimnya kurang daripada 30mm, lazimnya berada dalam julat 8–22mm. Sebaliknya, jurang hubungan untuk 126kVpemutus litar vakummelonjak kepada kira-kira 80mm. Spesifikasi kejuruteraan menunjukkan bahawa pencelah 126kV biasanya mempunyai jurang hubungan berkadar kira-kira 50mm; apabila lap sesentuh (overtravel) ditambah, jumlah lejang teras bergerak mencapai lebih kurang 60mm.
Walaupun jurang hubungan telah meningkat, keperluan kelajuan tetap ketat. Untuk 126kVpemutus litar vakum, sesentuh mesti mencapai pemisahan 18–20mm dalam masa 6–7ms dari operasi pembukaan-memerlukan kelajuan pembukaan lebih kurang 2.5–3.3m/s. Menjelang 12–13ms, jurang mesti mencapai 36–40mm, dengan kelajuan masih dikekalkan pada 2.7–3.3m/s. Ini bermakna mekanisme mesti mencapai "kelajuan tinggi dari awal" dalam jangka masa yang sangat singkat.
Traditional PM mechanisms were originally designed for-and are well-established within-the medium-voltage sector. Research has clearly indicated that PM mechanisms based on traditional structural designs are ill-suited to meet the high-speed requirements of vacuum circuit breakers at transmission-voltage levels (>72kV). Masalahnya terletak pada litar magnet itu sendiri.

II. Isu Teras: Litar Magnet Dikongsi Menyebabkan Angker Bergerak "Diseret Ke Bawah" dari Mula

Ciri struktur mekanisme magnet kekal bistable tradisional ialah magnet kekal dan gegelung buka/tutup berkongsi litar magnet yang sama. Walaupun reka bentuk ini membolehkan jejak yang padat, kelemahannya menjadi jelas dalam keadaan yang memerlukan jurang sentuhan yang besar dan kelajuan operasi yang tinggi.
Sebaik sahaja operasi pembukaan bermula, daya elektromagnet yang dihasilkan oleh gegelung bertenaga mesti terlebih dahulu mengatasi daya pegangan yang dikenakan oleh magnet kekal dalam kedudukan tertutup. Hanya bahagian baki daya elektromagnet yang tersedia untuk mempercepatkan angker bergerak. Seperti yang dinyatakan dalam literatur: "Semasa fasa awal operasi pembukaan, daya magnet daripada magnet kekal mengimbangi sebahagian daya elektromagnet daripada gegelung, menjadikannya sukar untuk meningkatkan kelajuan pemisahan awal."
Kelajuan pemisahan awal ini ialah penunjuk prestasi kritikal untuk voltan tinggipemutus litar vakum. "Ditahan" oleh daya penahan magnet kekal tepat pada permulaan menjadikannya amat sukar untuk mengejar profil halaju yang diperlukan kemudian dalam lejang.

III. Reaksi Rantaian Operasi Lejang Panjang: Arus Lebih Tinggi, Suhu Peningkatan dan Cabaran Kawalan

Meningkatkan strok memperkenalkan satu lagi cabaran praktikal. Apabila angker bergerak berada dalam kedudukan permulaan, ketelapan magnet bagi jurang udara adalah sangat rendah; dalam reka bentuk konvensional, arus gegelung yang besar diperlukan untuk menjana daya tarikan elektromagnet yang mencukupi. Analisis menunjukkan bahawa ini membawa kepada pelbagai isu, termasuk "kenaikan suhu dan kesukaran mengawal."
Dalam erti kata lain, walaupun mengetepikan keperluan kelajuan, bergantung semata-mata pada "memaksa kasar" pergerakan-dengan meningkatkan arus gegelung untuk memacu angker merentasi lejang yang panjang-bukanlah penyelesaian kejuruteraan yang mampan. Faktor seperti pemanasan gegelung, kapasiti kapasitor dan had pengendalian semasa komponen kawalan semuanya muncul sebagai kesesakan baharu.
Data simulasi menyerlahkan perbezaan ini: untuk aplikasi 126kV, mekanisme magnet kekal konvensional mencapai kelajuan pembukaan purata kira-kira 2.5 m/s, manakala reka bentuk baharu yang menggunakan litar magnet yang dipisahkan boleh mencapai 3.0 m/s. Dalam tetingkap kritikal 6–7 ms pada permulaan operasi pembukaan, perbezaan 0.5 m/s ini merupakan faktor penentu sama ada sesentuh boleh dipisahkan ke jarak selamat dalam masa.

IV. Jalan Hadapan: Memisahkan Litar Magnet

Memandangkan isu teras berpunca daripada "litar magnetik yang dikongsi," penambahbaikan logiknya adalah untuk memisahkan laluan magnet-menyahgandingkan litar pegangan magnet kekal daripada litar pemacu elektromagnet supaya setiap satu boleh melaksanakan fungsi khususnya.
Dengan litar dipisahkan, magnet kekal tidak lagi "menghalang" proses apabila gegelung pembukaan ditenagakan; sebaliknya, daya elektromagnet boleh digunakan lebih langsung untuk mempercepatkan angker bergerak. Tambahan pula, dengan memasukkan jurang udara yang tidak berfungsi, daya penahan magnet kekal jatuh dengan cepat sebaik sahaja angker meninggalkan kedudukan asalnya, meminimumkan gangguan semasa strok. Ujian prototaip telah pun mengesahkan pendekatan ini: mekanisme magnet kekal dengan litar magnet yang dipisahkan boleh mencapai kelajuan pembukaan awal 2.8 m/s dan kelajuan pembukaan purata 2.9 m/s-memenuhi keperluan prestasi untuk pemutus litar vakum 126kV.
Selain itu, penambahbaikan lain-seperti penggunaan konfigurasi tiga gegelung-sedang diterokai. Matlamatnya adalah untuk meningkatkan kelajuan pembukaan sambil memberikan kusyen pada penghujung pukulan penutup untuk mengelakkan lantunan sentuhan. Tanpa mengira pendekatan teknikal, logik teras tetap sama: daya pegangan magnet kekal tidak boleh menjadi penghalang kepada gerakan.

V. Panduan Praktikal untuk Pengilang

Bagi pengilang yang terlibat dalam pemilihan atau penyepaduan mekanisme 126kVpemutus litar vakum, beberapa kriteria memerlukan perhatian:

Pertama, periksa struktur litar magnetik. Jika mekanisme magnet kekal pembekal masih menggunakan reka bentuk litar magnet kongsi tradisional, ia akan bergelut untuk mencapai kelajuan pembukaan yang diperlukan pada saat pemisahan sentuhan-walaupun spesifikasi nominal kelihatan mengagumkan. Litar magnet yang diasingkan atau reka bentuk yang dipisahkan yang serupa adalah prasyarat untuk memenuhi keperluan aplikasi 126kV.
Kedua, menilai profil kelajuan yang diukur dan bukannya memfokuskan pada satu nilai puncak sahaja. Untuk peralatan 126kV, keperluan berkenaan anjakan dalam tetingkap masa tertentu, bukan kelajuan serta-merta maksimum. Meminta data anjakan pada 6ms dan 12ms selepas pemisahan kenalan adalah jauh lebih bermakna daripada melihat "kelajuan puncak."
Ketiga, perhatikan dengan teliti reka bentuk daya pegangan pembukaan. Dalam mekanisme magnet kekal tradisional, selalunya sukar untuk mengoptimumkan daya pegangan secara bebas untuk kedudukan terbuka dan tertutup. Kelebihan utama struktur litar magnet yang dipisahkan ialah daya pegangan pada bahagian pembukaan boleh diminimumkan-mengurangkan risiko lantunan semula pada penghujung lejang pembukaan-manakala daya pegangan pada bahagian penutup kekal mencukupi untuk menahan daya tindak balas spring sentuhan.

Didorong oleh dasar alam sekitar, peralihan daripadaPemutus litar SF6kepada 126kVpemutus litar vakumsemakin jelas. Sebagai "nadi" peranti, mekanisme pengendalian-dan keserasian dinamiknya dengan pencelah-menentukan sama ada unit boleh digunakan dengan jayanya. Ketidakupayaan mekanisme magnet kekal tradisional untuk "mengendalikan beban" bukanlah kecacatan yang wujud dalam teknologi magnet kekal itu sendiri, tetapi lebih kepada pengehadan struktur litar magnet tertentu di bawah keadaan operasi tertentu. Menyedari perbezaan ini akan membantu mengelakkan halangan yang tidak perlu semasa pemilihan produk dan R&D.

Starting in 2026, The Use Of SF6 in Medium-voltage Electrical Equipment Below 24 KV Will Be Prohibited.